[發明專利]一種低熱裂傾向的Al-6%Cu合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201711157362.1
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN108034873A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 周圣欽
• 申請（專利權）人: 湖州亨達鋁業有限公司
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22C1/03
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發明提供了一種低熱裂傾向的Al?6%Cu合金，其中各合金組分及其重量百分比為：Cu含量為6.2%?6.7%，Mg含量為0.4%?0.9%，Cr含量為0.1%?0.25%，Ga含量為0.07%?0.22%，余量為Al。本發明將微量的Ga元素加入到Al?6%Cu合金中，從而顯著的降低合金的熱裂傾向，提高了合金的綜合機械性能，鑄態下合金的抗拉強度、伸長率均有顯著提升，經過熱處理之后，新型合金的抗拉強度、伸長率可以進一步提升，抗拉強度可達到800MPa以上，伸長率可達到12.5?13.5%。同時，考慮到應用成本，添加Ga元素量較小，成本較為經濟，該合金在實際的工業生產中具有廣泛的前景。

技術領域

本發明涉及金屬合金材料制備領域，涉及一種低熱裂傾向的Al-6%Cu合金及其制備方法。

背景技術

Al-Cu系合金一直具有強度高、韌性好、加工性能優越等特點，但因為其熱裂傾向大的缺點一直制約著它的應用。熱裂紋是合金凝固過程中，在準固相區收縮受阻而產生于晶界的一種缺陷。由于Al-Cu合金為固溶體型合金，其在凝固結晶溫度范圍較寬，致使其組織樹枝晶極為發達，共晶成分較少，同時合金在凝固末期流動性差，使產生的裂紋不能充分被液相補縮，致使Al-Cu系合金熱裂傾向較大。

發明內容

本發明目的在于通過提升Cu元素含量以及去除 Zr元素，從而降低Al-Cu系合金熱裂傾向，同時提升合金的綜合機械性能。

一種低熱裂傾向的Al-6%Cu合金，其中各合金組分及其重量百分比為：各合金組分及其重量百分比為：Cu含量為6.2%-6.7%，Mg含量為0.4%-0.9%，Cr含量為0.1%-0.25%，Ga含量為0.07%-0.22%，余量為Al。

優選的，所述的Ga的重量百分比為0.15%-0.25%。

優選的，所述的Al-6%Cu合金中，Zr元素的含量低于0.01%。

一種低熱裂傾向的Al-6%Cu合金的制備方法，包括以下步驟：

A、將坩堝加熱到740-760℃的熔煉爐中，加入高純Al和Al-Cr中間合金；

B、待合金全部融化后，將爐溫下降到710-730℃，加入Al-Cu和Al-Ga中間合金；

C、待合金全部融化后，將爐溫下降到695-705℃，加入工業純鎂；

D、待合金全部融化后，輕輕攪拌1-2min，使合金液充分混合；

E、后經除氣、精煉、清渣后，澆注到砂型或者模具內。

將合金澆筑到臨界直徑法測合金熱裂傾向的金屬模具中時，模具經預熱至250-350℃。

本發明的優點和積極效果是：

本發明將微量的Ga元素加入到Al-6%Cu合金中，從而顯著的降低合金的熱裂傾向，提高了合金的綜合機械性能，鑄態下合金的抗拉強度、伸長率均有顯著提升，經過熱處理之后，新型合金的抗拉強度、伸長率可以進一步提升，抗拉強度可達到800MPa以上，伸長率可達到12.5-13.5%。同時，考慮到應用成本，添加Ga元素量較小，成本較為經濟，該合金在實際的工業生產中具有廣泛的前景。

具體實施方式

實施例1

一種低熱裂傾向的Al-6%Cu合金，其中各合金組分及其重量百分比為：各合金組分及其重量百分比為：Cu含量為6.5%，Mg含量為0.45%，Cr含量為0.18%，Ga含量為0.17%，余量為Al。

所述的Zr元素的含量為0.002%。

一種低熱裂傾向的Al-6%Cu合金的制備方法，包括以下步驟：